KR101189544B1 - DSSC having a Substrate with Surface having Micro-roughness - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전지효율이 증가된 새로운 염료감응 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명한 기판의 내면에 전도성 박막(투명전극)이 형성되어 있고 그 위에 감광성 염료분자가 흡착된 나노입자 산화물이 코팅된 반도체전극판, 기판의 내면에 전도성 박막이 형성되어 있고 그 위에 나노금속, 탄소 등이 코팅된 대향전 극판을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서, 상기 대향전극판의 기판에 미세요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
본 발명에 의하여 복잡하고 예민한 반복공정에 의한 종래기술에 비해 단순한 공정을 추가함으로써 전지효율을 증대시킬 수 있다. 또한 내구성에 손상을 주지 않으면서도 전지효율을 증대시킬 수 있다. The present invention relates to a new dye-sensitized solar cell with increased cell efficiency, and more particularly, a conductive thin film (transparent electrode) is formed on an inner surface of a transparent substrate and coated with nanoparticle oxides on which photosensitive dye molecules are adsorbed. In the dye-sensitized solar cell comprising a semiconductor electrode plate , a conductive thin film is formed on the inner surface of the substrate, and a counter electrode plate coated with nano metal, carbon, etc., the fine iron is formed on the substrate of the counter electrode plate It relates to a dye-sensitized solar cell characterized in that.
According to the present invention, the battery efficiency can be increased by adding a simple process compared with the related art by a complicated and sensitive repetitive process. In addition, battery efficiency can be increased without damaging durability.
Description
본 발명은 전지효율이 증가된 새로운 염료감응 태양전지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양전지의 전극판 내면 또는 외면의 표면에 소정의 미세요철이 형성됨으로써 높은 전지효율을 가지는 새로운 구조의 염료감응 태양전지에 관한 것이다.
The present invention relates to a new dye-sensitized solar cell with increased battery efficiency, and more particularly, a dye-sensitized solar cell having a high battery efficiency by forming a fine unevenness on the inner surface or the outer surface of an electrode plate of a solar cell. It relates to a battery.
화석연료의 고갈 및 가격급등, 지구 기후의 급격한 변화는 지속가능한 에너지 획득기술을 요구하고 있다. 그 중에서도 태양 에너지는 무한청정?안전성으로 인하여 가장 주목을 받고 있다. The depletion of fossil fuels and soaring prices, and rapid changes in global climate, call for sustainable energy acquisition technologies. Among them, solar energy is attracting the most attention for its infinite cleanliness and safety.
종래에 실리콘형 태양전지가 폭넓게 연구되어 산업적으로 활용되고 있으나, 단가가 비싸 경제성이 낮은 점이 문제로 되고 있다. 근래에는 실리콘 태양전지에 버금가는 에너지 변환효율을 가지면서 생산원가가 저렴한 차세대 태양전지로 염료감응 태양전지(DSSC: Dye-Sensitized Solar Cell)가 활발하게 연구되고 있다. 염료감응 태양전지는 실리콘 태양전지와는 달리, 가시광선을 흡수하여 전자-홀 쌍(electron-hole pair)을 생성할 수 있는 감광성 염료분자와, 생성된 전자를 전달하는 광전기화학적 태양전지이다.
Conventionally, silicon type solar cells have been widely researched and used industrially, but the problem is that the cost is low and the economic efficiency is low. Recently, dye-sensitized solar cells (DSSCs) are being actively researched as next-generation solar cells that have energy conversion efficiency comparable to that of silicon solar cells and are inexpensive to produce. Dye-sensitized solar cells, unlike silicon solar cells, are photosensitive dye molecules capable of absorbing visible light to produce electron-hole pairs, and photoelectrochemical solar cells for transferring generated electrons.
DSSC 단위셀은 전도성 기판 위에 감광성 염료분자가 흡착된 나노입자 산화물(반도체층)이 코팅된 반도체전극판, 전도성 기판 위에 나노금속, 탄소 등이 코팅된 대향전극판, 그리고 일정하게 이격된 상기 한 쌍의 전극판 사이의 전해질층으로 구성되어 있다. 상기 한 쌍의 전극판 사이에 충진된 전해질의 누출과, 외부로부터의 공기나 수분 등의 유입을 방지하기 위하여 상기 한 쌍의 전극판 사이의 내부공간은 밀봉밴드층에 의해 완전히 밀봉되어 있다.
The DSSC unit cell is a semiconductor electrode plate coated with a nanoparticle oxide (semiconductor layer) on which a photosensitive dye molecule is adsorbed on a conductive substrate, a counter electrode plate coated with nano metal, carbon, and the like on the conductive substrate, and the pair spaced uniformly. And an electrolyte layer between the electrode plates. In order to prevent leakage of the electrolyte filled between the pair of electrode plates and inflow of air or moisture from the outside, the inner space between the pair of electrode plates is completely sealed by a sealing band layer.
DSSC가 실리콘 태양전지에 비해 생산원가가 저렴하다는 면 외에 투명한 태양전지가 가능하다는 큰 장점이 있으나, 실리콘 기반의 태양전지에 비하여 전지효율이 상대적으로 낮기 때문에 산업화에 장애가 되고 있다. 이에 따라 재료적 측면과 구조적 측면에서 염료감응 태양전지의 효율을 증가시키기 위한 노력이 있어왔다. DSSC has the great advantage that it is possible to make transparent solar cell besides the low production cost compared to silicon solar cell, but it is hindering the industrialization because the cell efficiency is relatively lower than that of silicon based solar cell. Accordingly, efforts have been made to increase the efficiency of dye-sensitized solar cells in terms of material and structure.
태양전지의 구조를 변경함으로써 낭비(통과)되는 태양광을 최소화하는 구조적 측면에서의 시도의 하나로, 도 1a에 도시된 바와 같이 나노입자 산화물층을 두 층으로 형성하는 방법이 알려져 있다(Coordination Chemistry Reviews 248 (2004) 1381-138). 즉, 반도체전극판 제작시에 1차로 20nm 수준의 TiO2 나노층을 형성하여 소결하고 이어서 2차로 100~400nm 수준의 TiO2 산란층을 적층하여 소결하는 것이다. 이러한 구조의 반도체전극판이 장착된 태양전지는, 1차 TiO2 층을 지나간 빛이 2차 TiO2 층에서 반사/산란되어 일부의 빛이 다시 1차 TiO2 층으로 유입되므로, 전지효율이 증가되는 효과가 있다. 그러나 이러한 종래기술에 의하면, TiO2 콜로이드 용액을 기판에 도포하고 소결하는 공정을 2회 이상 반복하는 등 공정이 매우 복잡해지면서 제조비용이 대폭 상승하는 단점이 있다.As an attempt in the structural aspect of minimizing wasted (passed) sunlight by changing the structure of a solar cell, a method of forming a nanoparticle oxide layer into two layers as shown in FIG. 1A is known (Coordination Chemistry Reviews 248 (2004) 1381-138). That is, during fabrication of the semiconductor electrode plate, the TiO 2 nanolayer having a 20 nm level is first formed and sintered, followed by laminating and sintering the TiO 2 scattering layer having a 100-400 nm level. The solar cell semiconductor electrode plate is mounted in such a structure, the primary reflected / scattered from the second TiO 2 layer the past light TiO 2 layer, so that a portion of the light re-entering the first TiO 2 layer, in which a battery efficiency increase It works. However, according to the related art, the manufacturing cost increases significantly as the process becomes very complicated, such as repeating the process of applying and sintering a TiO 2 colloid solution to a substrate two or more times.
태양전지의 구조를 변경하여 효율을 높이고자 하는 또 다른 시도로, 한국 등록특허 10-0728194에 도 1b와 같이, 반도체전극의 표면을 거칠게 한 방법이 개시되어 있다. 이에 의하면 반도체전극판과 반도체층 사이의 접촉 면적이 증대되면서 약 14%까지 전지효율이 증대됨을 보고하고 있다. 그러나 이 방법에 의해 제작된 태양전지는 반도체전극판의 요철을 형성함으로써 반도체 물질(예를 들면, TiO2)의 접촉 면적 증대를 통하여 효율을 향상하기에 본 특허의 대향전극판에 미세요철을 부여하는 것과 차이가 있다.
In another attempt to increase the efficiency by changing the structure of the solar cell, Korean Patent No. 10-0728194 discloses a method of roughening the surface of the semiconductor electrode, as shown in Figure 1b. According to this, as the contact area between the semiconductor electrode plate and the semiconductor layer increases, battery efficiency increases by about 14%. However, the solar cell fabricated by this method imparts fine roughness to the counter electrode plate of the present patent to improve efficiency by increasing the contact area of the semiconductor material (for example, TiO 2 ) by forming the unevenness of the semiconductor electrode plate. There is a difference.
본 발명은 염료감응 태양전지에 있어서, 대향전극판 기판의 내면 또는 외면에 소정의 미세요철을 형성하여 우수한 전지효율을 나타내는 새로운 유형의 염료감응 태양전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In the dye-sensitized solar cell, an object of the present invention is to provide a new type of dye-sensitized solar cell which exhibits excellent cell efficiency by forming a predetermined fine irregularity on the inner surface or the outer surface of the counter electrode plate substrate.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 투명한 기판의 내면에 전도성 박막이 형성되어 있고 그 위에 감광성 염료분자가 흡착된 나노입자 산화물이 코팅된 반도체전극판, 기판의 내면에 전도성 박막이 형성되어 있고 그 위에 나노금속, 탄소 등이 코팅된 대향전극판을 포함하는 염료감응 태양전지에 있어서, 상기 대향전극판의 기판에 미세요철이 형성되어 있는 염료감응 태양전지에 관한 것이다. 본 발명에서는, 평활한 기판에 소정의 미세요철을 형성시켜 이용할 수도 있고, 미리 소정의 미세요철을 가진 기판을 활용할 수도 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a conductive thin film formed on an inner surface of a transparent substrate and a nano electrode oxide coated with a nanoparticle oxide adsorbed thereon, a conductive thin film formed on an inner surface of a substrate. In the dye-sensitized solar cell comprising a counter electrode plate coated with nano-metal, carbon, etc. thereon, the present invention relates to a dye-sensitized solar cell in which fine irregularities are formed on a substrate of the counter electrode plate. In the present invention, a predetermined fine unevenness may be formed and used on a smooth substrate, or a substrate having a predetermined fine unevenness may be used in advance.
본 발명에서, 미세요철에 의한 전지효율을 얻기 위해서는 적절한 기판의 거칠기(roughness)가 유지되어야 한다. 따라서 본 발명에서는, 상기 미세요철에 의한 기판의 거칠기(roughness)는 5~100㎛, 더욱 바람직하게는 20~60㎛인 것이 좋다. 거칠기가 이 범위 밖인 경우에는 전지효율 증대효과가 미미하게 나타난다.In the present invention, in order to obtain battery efficiency due to fine irregularities, an appropriate roughness of the substrate must be maintained. Therefore, in this invention, the roughness of the board | substrate by the said unevenness | corrugation is 5-100 micrometers, More preferably, it is 20-60 micrometers. If the roughness is outside this range, the effect of increasing battery efficiency is minimal.
본 발명에서 상기 미세요철은 대향전극판의 기판 외면에 형성될 수도 있고, 내면에 형성될 수도 있다. 내면에 형성되는 경우에는 상기 대향전극판 미세요철은 전도성 박막이 코팅되기 이전 기판에 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 예를 들면, 유리기판 등과 같은 raw 기판에 소정의 미세요철을 형성한 후에 전도성 박막을 코팅하고, 이어서 나노금속(예를 들면 백금), 탄소 등을 코팅하는 방식으로 대향전극판을 제작하는 것이 좋다.
In the present invention, the fine irregularities may be formed on the outer surface of the substrate of the counter electrode plate, or may be formed on the inner surface. When formed on the inner surface, it is preferable that the counter electrode plate unevenness is formed on the substrate before the conductive thin film is coated. That is, for example, after forming a predetermined fine irregularities on a raw substrate such as a glass substrate, the conductive thin film is coated, and then a counter electrode plate is manufactured by coating nano metal (for example, platinum), carbon, and the like. It is good.
본 발명에서 "내면"이란 겹쳐지는 반도체전극판과 대향전극판의 마주보는 면을 의미하고, "외면"이란 DSSC에서 외부로 노출되는 면을 말한다.
In the present invention, the "inner surface" refers to the surface facing the overlapping semiconductor electrode plate and the counter electrode plate, and the "outer surface" refers to the surface exposed to the outside from the DSSC.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.According to the present invention, the following effects can be obtained.
복잡하고 예민한 반복공정에 의한 종래기술에 비해 단순한 공정을 추가함으로써 전지효율을 증대시킬 수 있다. The battery efficiency can be increased by adding a simple process compared with the prior art by a complicated and sensitive repetitive process.
또한 내구성에 손상을 주지 않으면서도 전지효율을 증대시킬 수 있다. In addition, battery efficiency can be increased without damaging durability.
따라서 결과적으로 보다 경제성있는 DSSC를 공급할 수 있게 된다.
As a result, more economical DSSC can be provided.
도 1a, 1b는 태양전지의 구조를 변경함으로써 낭비(통과)되는 태양광을 최소화하는 구조를 가지는 종래기술에 의한 염료감응 태양전지의 예시적 단면도.
도 2a는 본 발명의 실시예에 의한 염료감응 태양전지의 개념적 단면도.
도 2b는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 염료감응 태양전지의 개념적 단면도.
도 3은 비교예에 의한 염료감응 태양전지의 개념적 단면도.
도 4a는 본 발명의 실시예에서 미세요철을 형성하기 위해 사용한 장비의 사진.
도 4b는 본 발명의 실시예에서 미세요철을 형성하기 위해 사용한 장비의 작용을 보여주는 개념도.
도 4c는 본 발명의 실시예에서 형성된 미세요철의 단면을 보여주는 예시적인 그래프.1A and 1B are exemplary cross-sectional views of a dye-sensitized solar cell according to the prior art having a structure that minimizes wasted (passed) sunlight by changing the structure of the solar cell.
2A is a conceptual cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to an embodiment of the present invention.
Figure 2b is a conceptual cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to another embodiment of the present invention.
3 is a conceptual cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to a comparative example.
Figure 4a is a photograph of the equipment used to form fine grains in an embodiment of the present invention.
Figure 4b is a conceptual diagram showing the operation of the equipment used to form fine irregularities in the embodiment of the present invention.
4C is an exemplary graph showing a cross section of a fine grain formed in an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 실시예을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 첨부된 도면과 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. However, the accompanying drawings and embodiments are merely illustrative for easily describing the content and scope of the technical idea of the present invention, whereby the technical scope of the present invention is not limited or changed. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention based on these examples.
도면에서는 이해의 편의를 위해 반도체전극판과 대향전극판 사이의 간격과, 감광성 염료분자가 흡착된 나노입자 산화물의 입자크기를 과장하여 크게 표현하였으며, 기판의 내면 또는 외면의 미세요철도 과장되게 표현하였다.
In the drawing, the gap between the semiconductor electrode plate and the counter electrode plate and the particle size of the nanoparticle oxide to which the photosensitive dye molecules are adsorbed are exaggerated for the sake of understanding, and the fine iron on the inner or outer surface of the substrate is exaggerated. .
도 1a는 종래기술에 의한 유리기판이 적용된 염료감응 태양전지의 개념적 단면도이고, 도 1b는 선행기술특허에 언급된 대표도이고, 도 2a, 2b,는 본 발명의 실시예에 의한 염료감응 태양전지의 개념적 단면도이고, 도 3는 본 발명과 대비되는 비교예에 의한 염료감응 태양전지의 개념적 단면도이다. 이해를 돕기 위하여 도면에서 양 전극판 사이의 간격을 과장하여 넓게 도시하였다.
1A is a conceptual cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell to which a glass substrate according to the prior art is applied, FIG. 1B is a representative view mentioned in the prior art patent, and FIGS. 2A and 2B are dye-sensitized solar cells according to an embodiment of the present invention. 3 is a conceptual cross-sectional view of a dye-sensitized solar cell according to a comparative example compared with the present invention. In the drawings, the distance between the two electrode plates is exaggerated for clarity.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 DSSC에서 태양광이 조사되는 방향의 반대편 후면에 배치되는 대향전극판의 기판으로는, 통상의 유리기판에 소정의 조도(거칠기)를 인위적으로 형성시킨 것을 이용할 수도 있고(내면 또는 외면에 형성되는 경우), 제조공정상 조도가 있는 유리, 세라믹, 합성수지 또는 종이 중 소정의 조도를 가진 것(내면에 형성되는 경우)을 기판으로 채택할 수도 있다. 기판의 내면에 미세요철이 형성되는 경우, 미세요철이 있는 기판에 전도성 박막 및 나노금속이나 탄소층을 코팅하여 대향전극판으로 이용한다. 도면에서는 표면의 거침을 표현하기 위하여 과장되게 홈을 표현하였다. 도 2a는 투명한 대향전극판 기판의 외면에 미세요철이 형성된 실시예이고, 도 2b는 (투명 또는 불투명한) 대향전극 기판의 내면에 미세요철이 있고, 그 위에 전도성 박막 및 나노금속이나 탄소층이 코팅된 실시예이다.
As shown, in the DSSC according to the present invention, as the substrate of the counter electrode plate disposed on the rear surface opposite to the direction in which the sunlight is irradiated, an artificially formed predetermined roughness (roughness) may be used on a conventional glass substrate. (When formed on the inner surface or the outer surface), a glass, ceramic, synthetic resin or paper having a predetermined roughness (when formed on the inner surface) with roughness in the manufacturing process may be adopted as the substrate. When the fine surface is formed on the inner surface of the substrate, the conductive thin film and the nano metal or carbon layer is coated on the substrate with fine irregularities and used as the counter electrode plate. In the drawings, the grooves are exaggerated to express the roughness of the surface. FIG. 2A illustrates an embodiment in which fine irregularities are formed on an outer surface of a transparent counter electrode plate substrate, and FIG. 2B illustrates fine irregularities in an inner surface of a (transparent or opaque) counter electrode substrate, on which a conductive thin film and a nanometal or carbon layer are formed. Coated Example.
<< 실시예Example > >
1. 본 발명에 의한 대향전극판 및 태양전지의 제작1. Fabrication of counter electrode plate and solar cell according to the present invention
통상 DSSC에 사용되는 유리 기판의 표면에 소정의 미세요철을 형성하여 대향전극판의 외면으로 하거나(비교예 1, 실시예 1~5), 유리 기판의 표면에 소정의 미세요철을 형성하고 전도성 박막 및 나노금속이나 탄소층을 코팅하여 대향전극판의 내면으로 하거나(실시예 6~10) 소정의 미세요철이 사전에 형성되어 있는 다양한 재질(세라믹판, 종이, 아크릴 등)의 기판에 전도성 박막 및 나노금속이나 탄소층을 코팅하여 대향전극판의 내면으로 하거나(실시예 11~19) 유리 기판에 전도성 박막 및 나노금속이나 탄소층을 코팅한 후 소정의 미세요철을 형성하여 대향전극판의 내면으로 하여(비교예 2~6) DSSC 셀을 제작하였다. The surface of the glass substrate used in the DSSC is usually formed a predetermined fine irregularities to the outer surface of the counter electrode plate (Comparative Example 1, Examples 1 to 5), or a predetermined fine irregularities are formed on the surface of the glass substrate and the conductive thin film And coating a nano metal or a carbon layer to form an inner surface of the counter electrode plate (Examples 6 to 10), or a conductive thin film on a substrate of various materials (ceramic plate, paper, acrylic, etc.) in which predetermined fine irregularities are formed in advance. Coating the nano metal or carbon layer to the inner surface of the counter electrode plate (Examples 11 to 19) or coating the conductive thin film and the nano metal or carbon layer on the glass substrate, and then forming a predetermined fine roughness to the inner surface of the counter electrode plate. (Comparative Examples 2 to 6) to produce a DSSC cell.
표면에 미세요철이 형성된 유리기판은 통상의 기판 제조업체로부터 주문생산할 수도 있고, 통상의 기판을 다양한 방법으로 처리하여 얻을 수도 있다. Glass substrates with fine irregularities formed on the surface may be produced by ordering from a conventional substrate manufacturer, or may be obtained by treating a conventional substrate by various methods.
하기 실시예에서는 Micro-Blaster((주)세창기전, 한국)를 이용하여 유리기판 표면에 다양한 거칠기의 미세요철을 형성한 후, 세척하여 DSSC를 제작하였다(도 4a, 4b 참조).In the following example, micro-blaster (Sechang Machinery Co., Ltd.) was used to form fine roughness of various roughness on the surface of the glass substrate, and then washed to prepare a DSSC (see FIGS. 4A and 4B).
Micro-Blaster의 작동조건은 하기 표 1과 같이 하였다. 그러나 이외의 다양한 조건으로 다양한 미세요철을 형성시킬 수 있음은 명백하다.The operating conditions of the Micro-Blaster were as shown in Table 1 below. However, it is obvious that a variety of micro irregularities can be formed under various conditions.
가공된 유리기판 표면에 형성된 미세요철의 거칠기는 Alpha-Step IQ(KLA-Tencor, 미국), 또는 SJ-301(Miltutoyo, 일본)로 측정하였다. 측정된 거칠기의 일예를 도 4c에 도시하였다.The roughness of the fine grains formed on the processed glass substrate surface was measured by Alpha-Step IQ (KLA-Tencor, USA), or SJ-301 (Miltutoyo, Japan). An example of the measured roughness is shown in FIG. 4C.
하기 표 2~4에 기재된 바와 같이, 소정의 재질이면서 미세요철을 가지는 대향전극용 raw 기판에 통상의 방법으로 ITO-Pt 코팅층을 형성하여 대향전극판을 제작하였다.As shown in Tables 2 to 4, an ITO-Pt coating layer was formed on the raw substrate for the counter electrode having a predetermined material and fine roughness by a conventional method, thereby preparing the counter electrode plate.
이렇게 제작된 대향전극판을 이용하여 아래 표 5와 같은 부품으로 이루어진 통상의 DSSC 셀을 제작하였다.Using the counter electrode plate thus manufactured, a conventional DSSC cell consisting of components shown in Table 5 below was manufactured.
2. 태양전지의 전지효율 비교분석2. Comparative Analysis of Battery Efficiency of Solar Cell
이렇게 제작된 태양전지를 AM1.5의 조건에서 전지특성 및 효율을 비교측정하여 표 6~8에 나타내었다. The solar cells thus produced were shown in Tables 6 to 8 by comparing and measuring battery characteristics and efficiency under the conditions of AM1.5.
상기 표에서 확인할 수 있듯이, ① 유리 재질의 대향전극판 외면에 5~100um의 조도를 둔 경우 종래 기술(비교예1)에 의한 DSSC에 비해 효율이 약 1~14% 이상 증대되고, ② 유리 재질의 대향전극판 내면에 5~100um의 조도를 조성하고 투명전극과 Pt막을 형성한 경우 종래 기술(비교예1)에 의한 DSSC에 비해 효율이 약 6~17% 이상 증대되며, ③ 유리 이외의 표면 조도가 5~100um인 세라믹, 종이, 아크릴 표면에 투명전극과 Pt막을 형성한 경우 종래 기술(비교예1)에 의한 DSSC에 비해 효율이 약 4~13% 이상 증대되는 것을 확인하였다. As can be seen from the above table, ① When the surface of the counter electrode plate made of glass 5 ~ 100um roughness, the efficiency is increased by about 1 ~ 14% or more compared to the DSSC according to the prior art (Comparative Example 1), ② glass material When 5 ~ 100um of roughness was formed on the inner surface of the counter electrode plate and transparent electrode and Pt film were formed, the efficiency was increased by about 6 ~ 17% or more compared to DSSC according to the conventional technique (Comparative Example 1). When the transparent electrode and the Pt film were formed on the surface of ceramic, paper, and acrylic having a roughness of 5 to 100 μm, the efficiency was increased by about 4 to 13% or more compared to the DSSC according to the prior art (Comparative Example 1).
한편, 이상의 테스트로부터, 비록 다른 특성의 세라믹, 종이나 아크릴, 나아가 다른 종류의 합성수지 또는 종이와 합성수지의 복합물을 본 발명에 적용하더라도 동일유사한 결과가 나올 수 있음은 당업자에게 유추가능한 일일 것이다.
On the other hand, it can be inferred to those skilled in the art from the above test that similar results may be obtained even if the ceramic, paper or acrylic of different properties, and even other kinds of synthetic resins or paper and synthetic resin composites are applied to the present invention.
대향전극의 외부 및 내부 표면 거칠기에 의한 전지효율 증가라는 현상의 원인이 확인되지는 않았지만, 반도체전극판과 TiO2 층을 지나간 빛이 거친 표면을 가진 대향전극판의 내면에서 반사/산란되어 일부의 빛이 다시 TiO2 층으로 유입되므로, 전지효율이 증가되는 것으로 추측된다.
Although the cause of the increase in battery efficiency due to the roughness of the outer and inner surfaces of the counter electrode has not been identified, the light passing through the semiconductor electrode plate and the TiO 2 layer is reflected / scattered from the inner surface of the counter electrode plate having the rough surface. Since light flows back into the TiO 2 layer, it is assumed that the battery efficiency is increased.
10 : 반도체전극판
11. 기판 12. 전도성막 13. TiO2 나노층 14. TiO2 산란층
20 : 대향전극판
21. 기판 22. 전도성막 23. Pt막
R : 미세요철10: semiconductor electrode plate
11.
20: counter electrode plate
21.
R: Fine iron
Claims (6)
상기 대향전극판의 기판의 외면 또는 내면에 기판의 거칠기(roughness)가 5~100㎛가 되도록 미세요철이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
It includes a semiconductor electrode plate coated with a nanoparticle oxide on which a photosensitive dye molecule is adsorbed on a conductive thin film (transparent electrode) formed on the inner surface of the transparent substrate, a counter electrode plate coated with nano metal, carbon, etc. on the conductive thin film formed on the inner surface of the substrate In dye-sensitized solar cell,
Dye-sensitized solar cell, characterized in that fine roughness is formed on the outer surface or the inner surface of the substrate of the counter electrode plate so that the roughness of the substrate is 5 ~ 100㎛.
상기 미세요철에 의한 기판의 거칠기는 20~60㎛인 것을 특징으로 하는 염료감응 태양전지.
The method of claim 1,
Dye-sensitized solar cell, characterized in that the roughness of the substrate by the fine roughness is 20 ~ 60㎛.
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